CN202420029U

CN202420029U - 带相变蓄能的空调热水器

Info

Publication number: CN202420029U
Application number: CN2011205386630U
Authority: CN
Inventors: 陈华
Original assignee: Tianjin University of Commerce
Current assignee: Tianjin University of Commerce
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2021-12-21

Abstract

本实用新型公开一种带相变蓄能的空调热水器，夏天可以回收房间中的冷凝热储存在相变材料中用于供热水，在冬天可以用相变材料蓄热再在需要的时候放热。包括压缩机、室外侧换热器、室内侧换热器、四通阀、蓄热箱、套管换热器、油分离器、第一膨胀阀、第二膨胀阀、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门、第十阀门，蓄热箱内有相变材料，相变材料内有制冷剂换热管和水换热管。该空调热水器除了单纯制热和制冷外，还能在夏天回收室内的冷凝热储存起来用于供生活用水，在冬天把从室外空气中采集来的热量储存起来。冬季除霜时不会消耗室内的热量，避免了室内温度的波动，使人感觉更舒适。

Description

带相变蓄能的空调热水器

技术领域

本实用新型涉及热泵技术领域，更具体的说，是涉及一种带相变蓄能的空调热水器。

背景技术

为了节能减排的需要，空气源热泵得到广泛普及。目前，空气源热泵供热运行时，其性能受气候影响非常大。随着室外温度的降低，机组的供热量逐渐减少。当室外温度较低而相对湿度又较大时，室外换热器会发生结霜现象，使室外换热器换热恶化，供热量剧减，甚至发生停机现象。而为了满足室内供热量的需要，往往在选择平衡点温度时过低，虽然这样热泵机组供热有余，但这样热泵机组相对较大，会导致系统投资大幅提高，且安装费、电力增容费和运行费较高；而且机组长期在部分负荷下运行，使用效率不高，既不经济又不节能。

传统热泵在夏天为房间制冷时，房间中的冷凝热白白浪费，造成了能量的浪费。而在冬季除霜时会消耗室内的热量，使室内温度下降，室内温度的波动使人产生不舒适感。

实用新型内容

本实用新型是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种带相变蓄能的空调热水器，除原有空调制冷和制热的功能、热水器制热水的功能外，在夏天可以回收房间中的冷凝热储存在相变材料中用于供热水，在冬天可以用相变材料蓄热再在需要的时候放热，使空调在冬季供热充足，四季都能用到廉价的热水，而且即开即用，另外还解决了空气源热泵冬季除霜的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种带相变蓄能的空调热水器，其特征在于，包括压缩机、室外侧换热器、室内侧换热器、四通阀、蓄热箱、套管换热器、油分离器、第一膨胀阀、第二膨胀阀、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门、第十阀门，所述蓄热箱内安装有相变材料，所述相变材料内安装有制冷剂换热管和水换热管，所述压缩机的出口与四通阀的第一接口连接，所述四通阀的第二接口分别与室外侧换热器的第一接口和第十阀门连接，所述四通阀的第三接口通过油分离器与所述压缩机的吸气口连接，所述四通阀的第四接口分别与所述室内侧换热器的第一接口和第一阀门连接，所述室外侧换热器的第二接口一路与第一膨胀阀、第四阀门连接，另一路与第二阀门连接，所述第四阀门分别与第八阀门和第六阀门连接，所述第二阀门与第十阀门并联后与第八阀门连接；所述室内侧换热器的第二接口一路与第二膨胀阀、第五阀门连接，另一路与第三阀门连接，所述第五阀门分别与第七阀门和第九阀门连接，所述第三阀门与第一阀门并联后与第九阀门连接，所述第八阀门和第九阀门并联后与所述蓄热箱的第一制冷剂接口连接，所述蓄热箱的第二制冷剂接口与所述套管换热器的第一制冷剂接口连接，所述套管换热器的第二制冷剂接口分别与第六阀门和第七阀门连接；所述蓄热箱的水换热管进口与自来水连接，所述蓄热箱的水换热管出口与套管换热器的进水口连接，所述套管换热器的出水口与生活热水进口连接。

所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门、第十阀门分别为直通两向电磁阀。

本实用新型具有下述技术效果：

1、本实用新型的带相变蓄能的空调热水器除了单纯制热和制冷外，还能在夏天回收室内的冷凝热储存起来用于供生活用水，在冬天把从室外空气中采集来的热量储存起来，供晚上或需要时放出。该相变蓄热空调热水器能使热泵一机多用，冬夏季空调，四季热水。它既不烧油、燃气也不用电直接制热水，所以安全、可靠、节能、环保，能够保证热水随开随用，简单方便，尤其是夏季，热水的热量全部来自室内的冷凝热，为制冷的副产品。采用相变材料蓄热可大大减少蓄热水箱的体积，占用空间减少，保证热水升温快，有利于在家庭中推广。

2、本实用新型的带相变蓄能的空调热水器冬季除霜时不会消耗室内的热量，避免了室内温度的波动，使人感觉更舒适。

附图说明

图1为本实用新型带相变蓄能的空调热水器的原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

图1为本实用新型带相变蓄能的空调热水器的原理图，包括压缩机1、室外侧换热器3、室内侧换热器6、四通阀2、蓄热箱4、套管换热器5、油分离器7、第一膨胀阀8、第二膨胀阀9、第一阀门11、第二阀门12、第三阀门13、第四阀门14、第五阀门15、第六阀门16、第七阀门17、第八阀门18、第九阀门19、第十阀门10，所述蓄热箱内安装有相变材料，所述相变材料内安装有制冷剂换热管和水换热管。所述压缩机1的出口与四通阀的第一接口a连接，所述四通阀的第二接口b分别与室外侧换热器3的第一接口和第十阀门10连接，所述四通阀的第三接口c通过油分离器7与所述压缩机1的吸气口连接，所述四通阀的第四接口d分别与所述室内侧换热器6的第一接口和第一阀门11连接。所述室外侧换热器3的第二接口一路与第一膨胀阀8、第四阀门14连接，另一路与第二阀门12连接，所述第四阀门14分别与第八阀门18和第六阀门16连接，所述第二阀门12与第十阀门10并联后与第八阀门18连接。所述室内侧换热器6的第二接口一路与第二膨胀阀9、第五阀门15连接，另一路与第三阀门13连接，所述第五阀门15分别与第七阀门17和第九阀门19连接，所述第三阀门13与第一阀门11并联后与第九阀门19连接，所述第八阀门18和第九阀门19并联后与所述蓄热箱4的第一制冷剂接口连接，所述蓄热箱的第二制冷剂接口与所述套管换热器5的第一制冷剂接口连接，所述套管换热器的第二制冷剂接口分别与第六阀门16和第七阀门17连接。所述蓄热箱4的水换热管进口与自来水连接，所述蓄热箱的水换热管出口与套管换热器5的进水口连接，所述套管换热器5的出水口与生活热水进口连接，在套管换热器中的制冷剂流向与水流方向相反。其中，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门、第十阀门分别为直通两向电磁阀。

本实用新型的带相变蓄能的空调热水器通过各个阀门之间的相互切换可以形成多个单独回路。主要有以下运行模式：

夏季

1、空调制冷模式：四通换向阀2处于第一接口a与第二接口b、第三接口c与第四接口d连通的位置时，第二阀门12、第五阀门15、第八阀门18、第九阀门19开启，第十阀门10、第一阀门11、第三阀门13、第四阀门14、第六阀门16、第七阀门17关闭。压缩机1排出的制冷剂气体进入室外侧换热器3冷凝后，经第二膨胀阀9节流后经过室内侧换热器6蒸发制冷，回到压缩机1吸气口。此时套管换热器与相变蓄热箱不工作。

2、热水器制热水模式：四通换向阀2处于第一接口a与第四接口d、第二接口b与第三接口c连通的位置时，第一阀门11、第四阀门14、第七阀门17、第八阀门18开启，第十阀门10、第二阀门12、第三阀门13、第五阀门15、第六阀门16、第九阀门19关闭。压缩机1排出的制冷剂气体依次进入套管换热器5和相变材料蓄热箱4冷凝放热后，再经第一膨胀阀8节流后经过室外侧换热器3蒸发吸热，回到压缩机1吸气口。

3、空调制冷兼热水器制热水模式：四通换向阀2处于第一接口a与第二接口b、第三接口c与第四接口d连通的位置时，第十阀门10、第五阀门15、第六阀门16、第九阀门19开启。第一阀门11、第二阀门12、第三阀门13、第四阀门14、第七阀门17、第八阀门18关闭。压缩机1排出的制冷剂气体依次进入相变材料蓄热箱4和套管换热器5冷凝放热后，经第二膨胀阀9节流后再经过室内侧换热器6蒸发制冷，回到压缩机1吸气口。当相变蓄热箱蓄满热时，第十阀门10关闭，第二阀门12开启。压缩机1排出的制冷剂气体依次进入室外侧换热器、相变材料蓄热箱4和套管换热器5冷凝放热后，经第二膨胀阀9节流后再经过室内侧换热器6蒸发制冷，回到压缩机1吸气口。

过渡季

4、热水器制热水模式：四通换向阀2处于第一接口a与第四接口d、第二接口b与第三接口c连通的位置时，第一阀门11、第四阀门14、第七阀门17、第八阀门18开启，第十阀门10、第二阀门12、第三阀门13、第五阀门15、第六阀门16、第九阀门19关闭。压缩机1排出的制冷剂气体依次进入套管换热器5和相变材料蓄热箱4冷凝放热后，再经第一膨胀阀8节流后经过室外侧换热器3蒸发吸热，回到压缩机1吸气口。

冬季

5、空调制热模式：四通换向阀2处于第一接口a与第四接口d、第二接口b与第三接口c连通的位置时，第三阀门13、第四阀门14、第八阀门18、第九阀门19开启，第十阀门10、第一阀门11、第二阀门12、第五阀门15、第六阀门16、第七阀门17关闭。压缩机1排出的制冷剂气体进入室内侧换热器6冷凝放热后，经膨胀阀8节流后经过室外侧换热器3蒸发吸热，回到压缩机1吸气口。此时套管换热器5与蓄热箱4不工作。

6、热水器制热水模式：四通换向阀2处于第一阀门a与第四阀门d、第二阀门b与第三阀门c连通的位置时，第一阀门11、第四阀门14、第七阀门17、第八阀门18开启，第十阀门10、第二阀门12、第三阀门13、第五阀门15、第六阀门16、第九阀门19关闭。压缩机1排出的制冷剂气体依次进入套管换热器5和相变材料蓄热箱4冷凝放热后，再经第一膨胀阀8节流后经过室外侧换热器3蒸发吸热，回到压缩机1吸气口。

7、空调制热兼蓄热模式：四通换向阀2处于第一接口a与第四接口d、第二接口b与第三接口c连通的位置时，第三阀门13、第四阀门14、第七阀门17、第八阀门18开启，第十阀门10、第一阀门11、第二阀门12、第五阀门15、第六阀门16、第九阀门19关闭。压缩机1排出的制冷剂气体进入室内侧换热器6冷凝放热后，再经套管换热器5和蓄热箱4放热再经第一膨胀阀8节流后经过室外侧换热器3蒸发吸热，回到压缩机1吸气口。

8、空调制热兼释热模式：四通换向阀2处于第一接口a与第四接口d、第二接口b与第三接口c连通的位置时，第二阀门12、第五阀门15、第六阀门16、第九阀门19开启，第十阀门10、第一阀门11、第三阀门13、第四阀门14、第七阀门17、第八阀门18关闭。压缩机1排出的制冷剂气体进入室内侧换热器6冷凝放热后，经第二膨胀阀9节流后经过相变材料蓄热箱、套管换热器和室外侧换热器3蒸发吸热，回到压缩机1吸气口。

9、除霜模式：四通换向阀2处于第一接口a与第二接口b、第三接口c与第四接口d连通的位置时，第一阀门11、第四阀门14、第七阀门17、第八阀门18开启，第十阀门10、第二阀门12、第三阀门13、第五阀门15、第六阀门16、第九阀门19关闭。压缩机1排出的制冷剂气体进入室外侧换热器3冷凝后，经第一膨胀阀8节流后经过相变材料蓄热箱和套管换热器，回到压缩机1吸气口。此时室内换热器6停止工作。

Claims

1.一种带相变蓄能的空调热水器，其特征在于，包括压缩机、室外侧换热器、室内侧换热器、四通阀、蓄热箱、套管换热器、油分离器、第一膨胀阀、第二膨胀阀、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门、第十阀门，所述蓄热箱内安装有相变材料，所述相变材料内安装有制冷剂换热管和水换热管，所述压缩机的出口与四通阀的第一接口连接，所述四通阀的第二接口分别与室外侧换热器的第一接口和第十阀门连接，所述四通阀的第三接口通过油分离器与所述压缩机的吸气口连接，所述四通阀的第四接口分别与所述室内侧换热器的第一接口和第一阀门连接，所述室外侧换热器的第二接口一路与第一膨胀阀、第四阀门连接，另一路与第二阀门连接，所述第四阀门分别与第八阀门和第六阀门连接，所述第二阀门与第十阀门并联后与第八阀门连接；所述室内侧换热器的第二接口一路与第二膨胀阀、第五阀门连接，另一路与第三阀门连接，所述第五阀门分别与第七阀门和第九阀门连接，所述第三阀门与第一阀门并联后与第九阀门连接，所述第八阀门和第九阀门并联后与所述蓄热箱的第一制冷剂接口连接，所述蓄热箱的第二制冷剂接口与所述套管换热器的第一制冷剂接口连接，所述套管换热器的第二制冷剂接口分别与第六阀门和第七阀门连接；所述蓄热箱的水换热管进口与自来水连接，所述蓄热箱的水换热管出口与套管换热器的进水口连接，所述套管换热器的出水口与生活热水进口连接。

2.根据权利要求1所述的带相变蓄能的空调热水器，其特征在于，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门、第十阀门分别为直通两向电磁阀。